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By J. Huan

Die numerisch gesteuerte Werkzeugmaschine ist ein frei professional grammierbarer Fertigungsautomat und besonders geeignet zur Automatisierung der Klein- und Mittelserienfertigung sowie zur Herstellung komplexer Konturen. Die Flexibilitat numerisch gesteuerter Werkzeugmaschinen ist gegeben durch die - Eingabe der WerkstUckabmessungen als geome trische details und die - zusatzliche Eingabe technologischer Informationen. Wesentliche Aufgaben einer NC- Steuerung sind die Bahninter polation, d. h. Generierung von BahnstUtzpunkten aus NC- Satzen sowie die Lageregelung der einzelnen Achsen der Maschine. Da durch wird die Relativbewegung zwischen WerkstUck und Werkzeug mit bestimmter Geschwindigkeit langs einer numerisch beschrie benen Bahn beliebiger shape erzeugt. Die Bezeichnung CNC hat sich fUr numerische Steuerungen durch gesetzt, in denen der ProzeBrechner funktionell den zentralen Bestandteil bildet und durch seine software program die Eigenschaften der numerischen Steuerung festlegt. Eine CNC- Steuerung stellt daher eine relativ universelle Einheit dar, die an viele un terschiedliche Fertigungsaufgaben angepaBt werden kann. FUr die Bahnsteuerung werden ein Softwareinterpolator zur Ermitt lung der FUhrungsgroBe und ein Lageregler (ausgefUhrt in smooth ware oder undefined) eingesetzt. Wenn ein Mikrorechner die Auf gebe der Bahnerzeugung in einem CNC- approach Ubernimmt, 5011 er in der Lage sein, die FUhrungsgroBenerzeugung und Lagere gelung im Millisekundenbereich auszufUhren. Das challenge der zeitlichen Rechnerauslastung spielt bei der reinen software program Implementierung von Interpolator und Lageregler eine wichtige Rolle. eleven Ziel der vorliegenden Arbeit ist es, eine neue Methode zur Bahnerzeugung zu entwickeln und zu untersuchen. 1m Gegensatz zur bisher Ublichen Bahnsteuerung 5011 hier eine Bahnregelung eingesetzt werden.

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Die Kennkreisfrequenz des Vorschubantriebs betragt und der Dampfungsgrad 61 0 ~ 5 ~ 10 7f1 3D IP; 0 - 30 -60 -90 -120 -150 -180 Bild 6 - 8 10 ........ r-.... 20 Amplitudengong """ t'..... 40 "- 60 00 100 flHz .............. ............... 6 8 10 20 Phosengong 40 -........ 25: Bode- Diagramm des Vorschubantriebs. 3 gewahlt zu s- 1, Die durch die Bahnverzerrung hervorgerufenen Abweichungen der Istbahn von der Sollbahn sind abhangig von der Art der Testbahn, den Parametern des Vorschubantriebs und insbesondere der Bahngeschwindigkeit.

26 ) 2R vernachlassigbar ist. 25) hat den Vorteil, daB die Wurzelberechnung entfallt. Um die Programmlaufzeit zu verringern bzw. 1 y die Achsinkremente in einem Abtastzyklus sind. 16) reicht eine Einfachwortgenauigkeit aus. Damit laBt sich die Rechenzeit verkUrzen. Der dabei entstehende Fehler, der eine sehr kleine Abweichung der Vorschubrichtung verursacht, wird im nachsten Abtastzyklus wie eine Storung eliminiert bzw. ausgeregelt. 16 (ohne Bahnregelungsvorbereitung) betragt ungefahr 3 ms. 4 laBt sich zum Vergleich mit der Bahnregelung heranziehen, da herkommliche CNC- Systeme haufig nach diesem Prinzip arbeiten.

Die softwaremaBige Mehrfachwortverarbeitung kostet jedoch Rechenzeit. Zusammenfassend laBt sich feststellen, daB die Bahnregelung mit geringerem Rechenaufwand und Speicherbedarf verbunden ist. 1B: Bahnerzeugung mit Bahnregelung . 19: Bahnerzeugung mit Bahnsteuerung. 3 Vergleich mit Suchschritt- Verfahren Es sei hier bemerkt, daB der Algorithmus des Bahnreglers mit dem bekannten Suchschrittverfahren eng verwandt ist. Beide beruhen auf der impliziten Funktionsgleichung F(x,y)=O, nach der die richtige Vorschubrichtung so gesucht wird, daB die ausgerechneten Koordinatenwerte standig auf der gegebenen Kurve liegen.

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